Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
. ЭлЕКТРОника..doc
Скачиваний:
254
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
8.04 Mб
Скачать

Модуль 2.

11. Общая характеристика импульсных источников вторичного электропитания (ивэп)

В отличие от традиционных линейных ИВЭП, предполагающих гаше-ние излишнего нестабилизированного напряжения на проходном транзис-торе, работающем в линейном режиме, импульсные ИВЭП используют иные методы и физические явления для генерации стабилизированного напря-жения, а именно: эффект накопления энергии в катушках индуктивности, а также возможность высокочастотной трансформации и преобразования накопленной энергии в постоянное напряжение.

Применение транзисторов в режиме переключения позволяет при значительной разнице в уровнях напряжения питания и напряжения на нагрузке получить КПД преобразования близкий к единице. Если источник постоянного тока подключать к нагрузке с помощью периодически замыкаемого и размыкаемого ключа, то среднее значение напряжения на нагрузке будет зависеть от длительности замкнутого и разомкнутого состояния ключа и частоты работы ключа [1 - 13].

Сетевые импульсные источники питания непосредственно выпрямляют и фильтруют напряжение сети переменного тока без использования 50/60 Гц трансформатора (по этой причине их иногда называют - бестрансформатор-ные). Полученное в результате этого напряжение постоянного тока фильтруется и коммутируется мощным ключом, а затем преобразуется высокочастотным трансформатором, и, наконец, выпрямляется и фильтруется снова. Из-за высокой частоты переключения, которая составляет от 20 кГц до 400 кГц, трансформатор, дроссель и конденсаторы фильтров имеют намного меньшие размеры, чем их 50/60 Гц эквивалент.

Однокристалльные микросхемы АС/DC конверторов применяются обычно в недорогих системах, работающих от сети переменного тока, потребляющих небольшой ток (до 100 мА) и не предъявляющих высоких требований к качеству питающего напряжения. Основной недостаток подобных устройств – это отсутствие гальванической развязки выходного напряжения от напряжения сети. Как правило, преобразователи переменного напряжения в постоянное обеспечивают одно, максимум два выходных напряжения, что иногда затрудняет их использование в источниках питания. В последнее время появились приборы, обеспечивающие выходной ток до 1,5 А, что позволяет значительно расширить сферу их применения.

DС/DC конверторы используют принцип действия импульсных источников питания, но применяются для того, чтобы преобразовать напряжение постоянного тока одного уровня в напряжение постоянного тока другого уровня, обычно хорошо стабилизированное. Эти устройства используются там, где электронное оборудование должно питаться от батареи или другого автономного источника постоянного тока.

Конверторы, выполненные на микросхемах широко используются для преобразования и распределения напряжения постоянного тока для питания потребителей. Это напряжение питания обычно поступает в систему от сетевого источника питания. Сетевое напряжение, как правило, нестабилизированное и имеет значительную шумовую компоненту.

Другое распространенное применение подобных конверторов – это преобразование напряжения аккумуляторной батареи (или другого первичного источника питания) в напряжение требуемого номинала, необходимое для питания различных схем потребителей. Типичные значения напряжения батареи обычно равны 1.5, 3.0, 3.6, 4.5, 9, 12, 24, 48 В постоянного тока, причем каждый номинал используется для определенных применений. Напряжение батареи может изменяться в широких пределах. Например, напряжение двенадцативольтовой системы транспортного средства может подниматься до 15 В или выше во время зарядки и опускаться до 6 В при запуске двигателя. При таком широком диапазоне изменения сети необходимо использовать DС/DC конвертор, с тем, чтобы получить необходимое по величине и стабилизированное выходное напряжение, требуемое для питания электронных потребителей на борту транспортного средства.

Экономически и технологически оправдано конструировать ИВЭП по схеме вторичного импульсного преобразователя для устройств с током потребления 1 - 5 А, для бесперебойных ИВЭП к системам видеонаблюдения и охраны, для усилителей низкой частоты, радиостанций, зарядных устройств и во многих других применениях.

Отличительная черта импульсных ИВЭП - это лучшие по сравнению с линейными ИВЭП массогабаритные характеристики выпрямителя, фильтра, преобразователя, стабилизатора напряжения. Однако их отличает большой уровень помех, поэтому при конструировании необходимо уделить внимание экранированию и подавлению высокочастотных составляющих в шине питания.

В последнее время получили достаточно широкое распространение импульсные ИВЭП, построенные на основе высокочастотного преобразователя с бестрансформаторным входом. Эти устройства, питаясь от промышленной сети, не содержат в своем составе громоздких низкочастотных силовых трансформаторов, а преобразование напряжения осуществляется высокочастотным преобразователем на частотах десятки, сотни кГц. Такие источники питания обладают на порядок лучшими массогабаритными показателями по сравнению с линейными, а их КПД может достигать 90 % и более. с импульсным высокочастотным преобразователем существенно улучшают многие характеристики устройств, питаемых от этих источников.